Мощный импульсный стабилизированный блок питания
5.4 Расчет теплового режима блока
Конструкция корпуса имеет перфорированные отверстия, поэтому тепловой режим будем рассчитывать по методике расчета теплового режима блока в перфорированном корпусе.
Исходными данными для расчета являются:
- суммарная мощность, рассеиваемая в блоке P, Вт; Р=11.25 Вт
- мощность, рассеиваемая теплонагруженным элементом Pэл, Вт; Pэл=5Вт
- размеры корпуса блока L1, L2, L3, м; L1=0,13м; L2=0,11м; L3=0,04м;
- коэффициент заполнения блока, Кз; Кз=0,4;
- площадь поверхности теплонагруженного элемента Sэл,м2;Sэл=0,0126 м2
- давление среды внутри корпуса блока Н1, Па; Н1=0,86*105Па
- давление среды вне корпуса блока Н2, Па; Н2=1*105Па;
- максимальная температура окружающей среды Tс, єС; Tс =35°C;
1) Расчет поверхности корпуса блока по формуле:
где L1 - длина корпуса блока, мм;
L2 - ширина корпуса блока, мм;
L3 - высота корпуса блока, мм.
м2
2) Расчет условной поверхности нагретой зоны по формуле:
где L1 - длина корпуса блока, м2;
L2 - ширина корпуса блока, м2;
L3 - высота корпуса блока, м2;
Кз - коэффициент заполнения блока, число.
м2
3) Расчет условной мощности корпуса блока по формуле:
где P - суммарная мощность, рассеиваемая в блоке, Вт;
Sk - поверхность корпуса блока, м2.
4) Расчет удельной мощности нагретой зоны по формуле:
где P - суммарная мощность, рассеиваемая в блоке, Вт;
S3- условная поверхность нагретой зоны, м2.
5) Расчет коэффициента И1 в зависимости от удельной мощности корпуса блока по формуле:
1=0,1472*qk-0,2962*103*q2k+0,3127*10-6*q3k=22.31
6) Расчет коэффициента И2 в зависимости от удельной мощности нагретой зоны по формуле:
2=0,1390*q3-0,1223*103*q23+0,0698*10-6*q33=33.42
7) Расчет коэффициента КН1 в зависимости от давления среды вне корпуса блока по формуле:
Кн1=0,82+(1/0,925+4,6*10-5*0,86*105)=1,025
8) Расчет коэффициента КН2 в зависимости от давления среды внутри корпуса блока по формуле:
KH2=0,8 + 1/ 1,25 + 3,8 * 105H2;
KH2=0,8 + 1/ 1,25 + 3,8 * 1= 1,98
9) Определяется перегрев корпуса блока:
K= 1 * KH1
K= 22.31* 1,025=22.86°C
10) Определяется перегрев нагретой зоны:
3 = K + (2 - 1) * KH2
3 =22.86+ (33.42- 22.31)* 1,98 =44.86°C
11) Определяется средний перегрев воздуха в блоке:
B= 0,5(K+ 3 )
B= 0,5 *(22.86+ 44.86) = 33.86°C
12) Определяется удельную мощность элемента :
qэл=Рэл/Sэл
qэл=5/0,0126=396.8/Вт
13) Определяется перегрев поверхности злемента:
эл =з (0,75 + 0,25 qэл/qз)
эл =44.86*(0,75+0,25*396.8/310=48°C
14) Определяется перегрев среды, окружающей злемент:
эс =в (0,75 + 0,25 qэл/qз)
эс =33.86*(0,75+0,25*48/310)=36.2°C
15) Определяется температура корпуса блока:
ТК= К + ТС
ТК = 22.86+ 35= 57.86С
16) Определяется температура нагретой зоны:
ТЗ= З+ ТС
ТЗ = 44.86 + 35 = 79.86С
17) Определяется температура поверхности элемента:
Тэл=Qэл+Тс
Тэл =48+35=83°C
18) Определяется средняя температура воздуха в блоке:
ТВ= В+ ТС
ТВ = 33.86+ 35 = 68.86С
19) Определяется температура среды, окружающей элемент
Тэс=Qэс+Тс
Тэс =36.23+35=71.23С
Полученные результаты говорят о том, что тепловой режим обеспечивается.